El primer ser vivo aparecíó en la Tierra hace unos 4000 millones de años (Ma). En la actualidad se calcula que existen en nuestro planeta alrededor de diez millones de especies, y todas ellas descienden de ese primer antecesor.Estar constituidos por el mismo tipo de unidades básicas, las células, y compartir la misma molécula, el ADN, como soporte de la información hereditaria revela claramente un origen común para todos los seres vivos.
Los fósiles son restos de organismos, o de su actividad, que vivieron sobre la Tierra en épocas pasadas y que han quedado preservados. El esqueleto preservado de un dinosaurio que vivíó hace 100 Ma o la huella de su pisada, lo que conocemos como icnitas, son fósiles. El estudio de los fósiles nos permite conocer cómo eran los seres vivos que habitaban el planeta en épocas pasadas. Así, hemos podido saber que muchas de las especies que vivieron en otras épocas eran muy diferentes a las que hoy existen y que en rocas antiguas no aparecen fósiles de muchas de las especies actuales. Por ejemplo, no encontramos fósiles de plantas con flores ni de mamíferos en rocas de más de 300 Ma ni dinosaurios en rocas de menos de 60 Ma. El registro fósil nos ha revelado que las especies, o los grupos de especies, han aparecido, se han expandido, han retrocedido e incluso han desaparecido, es decir, que los seres vivos cambian con el paso del tiempo
. La evolución biológica incluye dos ideas básicas: que la vida tiene una historia, es decir, que ha cambiado a lo largo del tiempo, y que especies distintas tienen antepasados comunes.
Parentesco evolutivo y árboles filogenéticos
Las relaciones de parentesco entre diferentes grupos de seres vivos se representan gráficamente en forma de árboles filogenéticos. A diferencia de los árboles genealógicos, en los que se utiliza información proporcionada por los familiares, para construir los árboles filogenéticos los biólogos recogen y analizan datos sobre los caracteres (genéticos, de comportamiento, etc.) de los organismos que quieren relacionar.
¿Cómo se interpreta un árbol evolutivo?
Tanto los árboles genealógicos como los filogenéticos tienen un tronco y ramas, pero en los segundos se muestran las relaciones entre especies, o grupos de especies, y no entre individuos. Las especies, o grupos de especies, se asocian en función de los caracteres que comparten, es decir, que tienen en común. Cuantos más caracteres en común haya, se supone un mayor parentesco.
5-Cada rama terminal se refiere a una especie o a un grupo de especies
La distribución geográfica de los seres vivos
Anatomía comparada: homologías
A estas similitudes estructurales heredadas por los organismos, tanto en su esqueleto como en cualquier otro órgano, se les llama homologías y a los órganos a los que afectan, órganos homólogos.
Para construir un árbol filogenético es necesario utilizar caracteres que sean indicadores fiables de una ascendencia común, es decir, homologías, pero algunos caracteres no son fiables porque no derivan de un mismo antecesor común.
Desarrollo embrionario
Cuantas más diferencias se detecten, más lejos en el tiempo se encontrará su antecesor común.
En la reproducción asexual, si no se produce mutación, los descendientes llevan la misma combinación de genes que su progenitor. Sin embargo, la reproducción sexual origina nuevas combinaciones de genes en los descendientes. Así, aunque la reproducción sexual no produce nuevos genes, también aumenta la variación, ya que genera nuevas combinaciones de genes.
Los nuevos alelos se originan por mutación y la reproducción sexual los combina de infinitas maneras; así se incrementa la variación hereditaria.
El lamarckismo o transformismo
El primer científico que propuso una explicación consistente de cómo se podía producir la evolución de las especies fue Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (1744-1829).
Lamarck partía de la idea de que en los seres vivos existía una tendencia natural de cambio hacia formas cada vez más complejas; la consecuencia sería la transformación de las especies.
El lamarckismo o transformismo se conoce también como teoría de los caracteres adquiridos, ya que este es el mecanismo que propuso Lamarck para explicar cómo tiene lugar la transformación de las especies. Se apoya en los siguientes supuestos:
-Las condiciones del medioambientevarían a lo largo del tiempo.
-Los cambios ambientales crean nuevas necesidades que exigirían a los individuos la transformación de sus hábitos o conductas.
-Surgen nuevos hábitos que irían acompañados del mayor o menor usode algunos órganos, lo que provocaría su desarrollo o su atrofia. Así, los individuos se modificarían.
-Estas modificaciones, inducidas por el ambiente, serían transmitidas a la descendencia.
Los descendientes habrían cambiado; la especie se habría transformado.
Darwinismo
De vuelta a Inglaterra, Darwin tardó más de 20 años en elaborar y, por fin, llegar a publicar en 1859 El origen de las especies, el famoso libro que recoge su teoría sobre la evolución.
El darwinismo se conoce también como teoría de la evolución por selección natural, ya que Darwin propuso como mecanismo para explicar la evolución de los seres vivos en la naturaleza un proceso semejante a la selección artificial que utilizan los criadores de animales en sus granjas. Se puede resumir en los siguientes puntos:
-Existen pequeñas diferencias o variaciones.
Se producen entre los individuos de una misma especie y estas pueden afectar, por ejemplo, al tamaño, la coloración o la habilidad para obtener el alimento. La mayoría de estas variaciones son heredables.
-Se establece una lucha por la supervivencia
Los organismos tienden a producir el mayor número posible de descendientes, pero los recursos del medio son limitados y los miembros de la especie compiten entre sí por conseguirlos.-Algunas variaciones tienen más éxito que otras
En la lucha por la supervivencia, algunos individuos tendrán más éxito que otros. Los que sobrevivan y se reproduzcan debido a que poseen algunas variaciones favorables dejarán más descendientes que los que tienen variaciones menos favorables.-La especie cambia
Si las condiciones ambientales se mantienen, las variaciones favorables irán siendo más abundantes en cada generación y las menos favorables irán desapareciendo. Así, de forma continua y gradual, la especie cambia.
El origen de la variación: las mutaciones
Las mutaciones son cambios en el material genético y, por tanto, son heredables. La mayoría de las mutaciones son perjudiciales; algunas no causan ni perjuicios ni beneficios al individuo que las posee y solo en raras ocasiones son beneficiosas. Si una mutación no proporciona al individuo ninguna ventaja ni desventaja en el ambiente en que vive, se dice que es neutra.
Sin embargo, ante un cambio en el ambiente puede ocurrir que una mutación pase de ser neutra a ser beneficiosa, o a ser perjudicial. Poseer esa mutación supondrá entonces una ventaja o una desventaja para sobrevivir y para dejar más descendientes. Si no causan la muerte del individuo, las mutaciones podrán permanecer en su material genético y se transmitirán a sus descendientes, dando lugar a las diferencias entre individuos.
La teoría sintética de la evolución o neodarwinismo
Las variaciones sobre las que actúa la selección natural se originan por mutación y se heredan como partículas individuales, los genes, según las leyes de la genética. Los nuevos descubrimientos en el campo de la genética, junto a grandes avances en otras disciplinas científicas, llevaron a los biólogos de principios del siglo xx a revisar algunas ideas de la teoría de Darwin y a interpretarla desde otro punto de vista:
-Se rechazó el principio lamarckista de la herencia de los caracteres adquiridos, que Darwin nunca llegó a abandonar por completo.
-Quedó definitivamente desechada la idea de la herencia como fenómeno de mezcla, según la cual se manténía que los rasgos de los progenitores se mezclaban en la descendencia.
-Se propuso una nueva teoría evolutiva, la teoría sintética de la evolución o neodarwinismo, que hermanó la teoría de la selección natural con los nuevos descubrimientos procedentes de la genética, la paleontología y la ecología. La teoría sintética se puede resumir en los siguientes puntos:
_La unidad evolutiva no es el individuo, sino la población.
_los individuos de cualquier población son portadores de diferentes alelos que se han originado por mutación.
_Ciertos genotipos, determinados por esos alelos, dan a los individuos que los poseen mayores posibilidades de dejar descendencia. En las generaciones posteriores, los alelos responsables de tales genotipos serán cada vez más frecuentes.
La teoría sintética sigue manteniendo la selección natural como el principal mecanismo evolutivo, y define la evolución como un cambio gradual en la composición genética de las poblaciones.
Saltacionismo frente a gradualismo
Algunos científicos piensan que las formas intermedias que no aparecen fosilizadas nunca existieron o que, si lo hicieron, los cambios sucedieron de forma tan rápida (en tiempo geológico) que difícilmente se pueden encontrar restos fósiles. Este tipo de pensamiento se conoce como saltacionismo y defiende que la velocidad de la evolución es muy irregular.
-Si la evolución es un proceso lento y gradual, en el registro fósil deberían quedar restos que reflejaran las formas intermedias entre el antecesor y los descendientes a lo largo del tiempo.
-Si la evolución se produce a rápidos saltos, lo que esperamos es observar que en el registro fósil aparezcan grandes cambios en un período corto, sin que existan formas intermedias.
La adaptación es consecuencia de la selección natural que ejerce el medioambiente sobre la variación hereditaria que se ha generado al azar, por mutación, en una población.
A finales de la década de 1960, el biólogo y matemático Japónés Motoo Kimuraformuló la teoría del neutralismo en evolución molecular. Esta teoría afirma que la inmensa mayoría del cambio molecular es adaptativamente neutra, es decir, que la mayor parte de las variaciones producen proteínas que no funcionan ni peor ni mejor que sus predecesoras, por lo que no comportan una mayor o menor adaptación del organismo. Consecuentemente, la selección natural no puede trabajar sobre estas variantes y el aumento o la disminución de determinados alelos en la población se debería exclusivamente al azar, a lo que se conoce como deriva genética
.
Como surgen las especies
Aislamiento de poblaciones
Una población puede quedar aislada del resto de la especie por una barrera que le impide reproducirse con la población original. Una barrera puede ser el agua que separa dos islas o puede crearse, por ejemplo, al formarse un río o una montaña.
Diferenciación gradual
La población que ha quedado aislada puede poseer los mismos genes que la especie original, o bien solo una parte de ellos en el caso de que haya actuado la deriva genética.
De cualquier modo, como las mutaciones suceden al azar, aparecen diferencias entre ambas poblaciones. Por otra parte, si las condiciones ambientales son distintas de las originarias, a las diferencias causadas por mutación y deriva genética se sumarían las resultantes de la selección natural
. Esta actuará de forma distinta en cada población y el resultado serán dos poblaciones cada vez más diferentes entre sí.
Dos especies distintas
Un aislamiento prolongado puede dar lugar a una población tan distinta de la original que pierde la capacidad para cruzarse con ella y dejar descendencia. A partir de este momento, y aunque la barrera desaparezca y vuelvan a estar juntas, las dos poblaciones son ahora dos especies diferentes, no pueden reproducirse y dejar descendientes fértiles. La especie originaria se ha convertido en dos especies.
La especiación es el proceso por el cual se originan dos o más especies a partir de una como resultado de la selección natural, actuando sobre la variabilidad genética.
La extinción es el proceso por el que una especie deja de existir porque no puede adaptarse y reproducirse con éxito en las nuevas condiciones ambientales.
La extinción no es un acontecimiento inusual. De hecho, el 99 % de las especies que alguna vez existieron en nuestro planeta están actualmente extintas, y parece que la desaparición es el destino final de todas las especies.